Question

如圖所示，已充電的平行板電容器兩極板水平放置，開關(guān)S斷開時，電容器內(nèi)有一帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).已知C=4 μF,L=0.1 mH.現(xiàn)突然將S閉合并開始計時，求t=2π×10^-5 s時，塵埃運(yùn)動的加速度.(設(shè)塵埃未與極板相碰，g取10 m/s²)

Answer 1

20 m/s²,方向豎直向下

解析：設(shè)電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則帶電塵埃帶負(fù)電，由平衡條件知

mg=qE

電路振蕩周期T=2π

=2π=4π×10^-5 s

因?yàn)閠=2π×10^-5 s=，所以t=2π×10^-5 s時，電容器恰好反向充電完畢，此時塵埃受向下的重力和電場力作用，則qE=mg

據(jù)牛頓第二定律有mg+qE=ma

所以a=2g=20 m/s²,方向豎直向下.